Dans une nouvelle étude sur des souris obèses, les chercheurs de Johns Hopkins Medicine affirment avoir ajouté à la preuve que les protéines de canaux spécialisés sont des cibles thérapeutiques possibles pour l’apnée du sommeil et des troubles respiratoires anormalement lents similaires chez les personnes obèses.
La protéine, un canal cationique connu sous le nom de TRPM7, se trouve dans les corps carotidiens, de minuscules organes sensoriels du cou qui détectent les changements d’oxygène et de dioxyde de carbone, et certaines hormones telles que la leptine, dans la circulation sanguine. Les protéines TRPM7 aident à transporter et à réguler le flux de molécules chargées positivement dans et hors des cellules des corps carotidiens.
La nouvelle recherche, menée dans le laboratoire de recherche Johns Hopkins Medicine Polotsky et dirigée par la chercheuse postdoctorale Lenise Kim, Ph.D., s’appuie sur les découvertes précédentes du laboratoire qui montrent que TRPM7 a contribué au développement de l’hypertension artérielle chez la souris.
Les dernières expériences, décrites dans un rapport publié pour la première fois le 10 octobre dans Le Journal de Physiologieont révélé que TRPM7 joue un rôle dans la suppression de la respiration chez les souris obèses présentant des symptômes de troubles respiratoires du sommeil.
Les troubles respiratoires du sommeil se caractérisent par une respiration qui s’arrête et recommence tout au long du sommeil et on estime qu’ils affectent jusqu’à 45 % des Américains obèses. Non traitée, la maladie peut aggraver la progression des maladies cardiaques et le diabète, provoquer une fatigue importante, ainsi que la mort par mauvaise oxygénation. Les changements de mode de vie tels que la perte de poids et l’utilisation nocturne d’appareils à pression positive continue, ou CPAP, peuvent atténuer l’apnée du sommeil, mais le traitement CPAP est souvent mal toléré par les patients.
CPAP fonctionne réellement pour la plupart des patients, le fait est que la plupart des patients ne respectent pas ce traitement. Sachant donc que TRPM7 contribuait à l’hypertension artérielle et aux troubles respiratoires du sommeil, nous nous sommes demandé si le blocage ou l’élimination de ce canal pouvait offrir une nouvelle cible de traitement. »
Lenise Kim, Ph.D., boursière postdoctorale, Johns Hopkins Medicine
En utilisant l’ARN silencieux, les chercheurs ont éliminé le gène responsable de la production de la protéine du canal TRPM7, réduisant ainsi le nombre de canaux TRPM7 dans les corps carotidiens des souris obèses. Les souris ont ensuite subi une étude du sommeil, au cours de laquelle les chercheurs ont observé leurs schémas respiratoires et leurs niveaux d’oxygène dans le sang.
Chez les souris obèses avec TRPM7 bloqué, les chercheurs ont noté de grandes différences dans leurs taux de ventilation minute, ou la quantité d’air inhalée et expirée par les poumons par minute. Les souris obèses ont montré une augmentation de 14 % de leur ventilation minute, 0,83 millilitre d’air par minute (mL/min/g) pendant le sommeil. Les chercheurs disent que ces données sont une amélioration significative de la ventilation par rapport aux souris obèses qui avaient TRPM7, dont la ventilation minute moyenne était de 0,73 mL/min/g. Ces résultats indiquent que la capacité ventilatoire de ces souris a été améliorée pendant leur sommeil, combattant efficacement la diminution des schémas respiratoires de l’apnée du sommeil.
Notamment, les chercheurs ont découvert que malgré l’augmentation de la ventilation chez les souris obèses dépourvues de TRPM7, leur taux d’oxygène dans le sang n’augmentait pas. Pour cette découverte, les chercheurs ont exposé les souris à hypoxique – ; ou à faible teneur en oxygène – ; environnements, puis surveillé leurs schémas respiratoires. Bien que la ventilation minute des souris ait augmenté de 20 %, passant de 1,5 ml/min/g à 1,8 ml/min/g, leur taux d’oxygène dans le sang a diminué, ce qui signifie que leurs inhalations supplémentaires n’ont pas aidé à saturer le corps avec plus d’oxygène.
« Cela suggère que les traitements conçus pour réduire ou effacer TRPM7 dans les corps carotidiens ne seraient pas réalisables pour les personnes vivant dans des environnements à faible teneur en oxygène, comme celles à très haute altitude, ou pour celles souffrant de conditions qui limitent déjà la saturation en oxygène du sang, comme les poumons. maladie », dit Kim.
Les découvertes de l’équipe illustrent également que l’hormone leptine – ; qui est produit dans les cellules graisseuses et est responsable de la réduction de l’appétit – ; peut entraîner une augmentation des canaux TRPM7. La leptine est déjà connue pour accélérer la production et augmenter la concentration de TRPM7 dans les corps carotidiens. Chez les souris obèses qui possèdent plus de cellules graisseuses, la quantité accrue de leptine peut entraîner une sursaturation de TRPM7. Ces niveaux élevés du canal cationique peuvent à leur tour conduire aux faibles taux de respiration observés chez les souris obèses avec TRPM7.
« Nous avons montré que l’inactivation génétique de TRPM7 dans les corps carotidiens réduit la respiration supprimée dans les troubles respiratoires du sommeil », déclare Vsevolod (Seva) Polotsky, MD, Ph.D., directeur de la recherche sur le sommeil et professeur de médecine à l’Université Johns Hopkins. Ecole de Médecine. « Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires, le TRPM7 du corps carotidien est une cible thérapeutique prometteuse non seulement pour l’hypertension dans l’obésité, mais également pour la respiration anormale pendant le sommeil associée à l’obésité. »
Parmi les autres chercheurs impliqués dans cette recherche figurent Mi-Kyung Shin, Huy Pho, Nishitha Hosamane, Frederick Anokye-Danso, Rexford Ahima, James Sham et Luu Pham de la Johns Hopkins University School of Medicine, ainsi que Wan-Yee Tang de l’Université de Pittsburgh.
